天然气水合物资源储量大分布广,其碳含量是常规化石燃料的两倍,正在被越来越多的国家视为未来最理想的清洁能源之一。微流控芯片具有显微高清可视、高精度控制、反应器体积小、消耗的物质少、可以增加传热传质效率的特点。本文在具有微孔隙结构的微流控芯片中研究了不同体系中环戊烷水合物生成与分解动力学特性及相态行为、形貌特点,同时研究了甲烷水合物在甲烷-纯水和甲烷-盐水体系中生成和分解动力学特性及相态行为、形貌特点。首先,分别研究了环戊烷-纯水体系、环戊烷-盐水体系、环戊烷-SDS溶液体系和环戊烷-纳米颗粒悬浮液体系中水合物生成和分解动力学特性及相态行为、形貌特点。发现Na Cl、SDS和纳米颗粒均能够改变环戊烷和水的界面特性,使水合物生成和分解过程的相态行为发生改变。定量分析了各个体系下环戊烷水合物分解后形成的乳液液滴尺寸大小及尺寸分布特征,并分析了各个体系中乳液液滴聚并动力学特点。结果表明环戊烷-纯水体系中水合物分解后产生的乳液比较稳定且分布较均匀,Na Cl会促进乳液液滴的聚并,SDS可以使乳液更加稳定。然后,利用PMMA材质的微流控芯片探究了甲烷-纯水体系和甲烷-盐水体系中水合物生成-分解-再生成-再分解过程中水合物的动力学特性及相态行为、形貌特点。实验结果表明不同的存在状态的甲烷气泡会形成不同的存在形式的水合物;Na Cl可以改变甲烷和水的界面特性,促使甲烷水合物分解出的气泡加速聚并;水合物再生成比首次生成消耗的甲烷更彻底,相对于水合物首次分解,水合物再分解过程会将甲烷气泡分散为尺寸更小的甲烷气泡。最后,在玻璃微流控芯片中研究了甲烷水合物在微孔道内横向生长过程的动力学特性及相态行为、形貌特点。实验结果可量化说明温度和压力对甲烷水合物在微孔隙内的生长速率和形貌均有很大影响。同时,采用Gibbs自由能差（-?/（））为推动力分析了推动力对甲烷水合物膜横向生长速率和形貌的影响。